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異步電動機能量損耗的組成及減少損耗方法
作者:山东西子電機 发布日期:2019-07-29 17:08

  

  
  

  一、異步電動機能量損耗的組成
1、銅損耗:定子(組成:定子鐵芯、定子繞組和機座)銅損;轉子銅損;雜散損耗。
2、鐵芯損耗。高壓電機指额定电压在1000V以上电动机。常使用的是6000V和10000V电压,由于国外的电网不同,也有3300V和6600V的电压等级。高壓電機分为:高压同步电机;高压异步电机;高压异步绕线式电动机;高压鼠笼型电机等。
3、機械損耗:通風損耗;摩擦損耗。
從以上列出的異步電動機能量損耗看,銅損耗和鐵損耗我們在檢修中是不宜改變的,它們是由設計決定的,而機械損耗是可以改變的。異步電動機一般來說級數少的即轉數高的電動機機械損耗較大,銅損耗較小;而級數多的即轉數低的電動機銅損耗占的比例較機械損耗就大。所以,我們要降低電動機的能量損耗就要從減少電動機的機械損耗入手解決。

  二、減少電動機機械損耗的主要方法
減少電動機機械損耗主要從以下幾個方面入手解決:

  (1)采用高效率的風扇(如機翼型軸流風扇);
(2)調整風罩與扇葉外圓之間的間隙;
(3)輕載電動機適當縮小風扇外徑;
(4)采用高質量的軸承;
(5)采用优质润滑油(Lubricating oil);
(6)提高電機裝配質量;

  三、減少電動機機械損耗的具體措施
(一)調整馬達風扇以降低(reduce)機械損耗
首先,我们来看如何通过改变风扇尺寸进行节能:大家都知道电动机是把电能转变成机械能(mechanical energy)的设备,在转换过程中要产生损耗,这些损耗是以热的形式出现的,它使电动机发热。高壓電動機梭型線圈繞制後,用收縮帶,黃蠟綢帶等絕緣材料包紮,目的是:保護線圈外絕緣、層間絕緣、匝間絕緣不至于損壞。在拉型機時免受模具夾具、鼻端銷釘等摩擦,防止松動變形。定子(組成:定子鐵芯、定子繞組和機座)繞組有電流流過後産生銅損耗,經槽絕緣(insulated)材料把熱傳導給定子鐵芯,再由定子鐵芯傳給電機外殼散發到空間。轉子的熱量是由轉子鋁(Al)耗及其摩擦産生的,它傳給轉子鐵芯和內風扇表面,靠內風扇攪拌使熱量散發在電機內空間,再傳給定子鐵芯、端蓋、機座,定、轉子這兩股熱量均由外風扇吹散。因此,外風扇風量的大小是決定電動機的溫度不能超過其絕緣材料等級所允許溫度的關鍵。
國家標准規定了各種絕緣等級的電動機在額定運行條件下的允許溫升,要求電動機中最熱點溫度不允許超過其絕緣等級的極限溫度,而馬達常用絕緣等級如下表:
其中:允許溫升=允許溫度極限—環境溫度規定值—熱點溫差
繞組的熱點溫差是指當電動機帶額定負載時,繞組熱點的穩定溫度與繞組平均溫度之差。


當電動機處于空載或輕載時,電動機總損耗要比額定時小,而風量與電動機總損耗成正比關系,所以風扇處于“大馬拉小車”(因爲通風損耗與電動機轉速恒定,故通風損耗不隨負載變化,所以這時應降低(reduce)風量來減少電動機的通風損耗)。改變風扇葉形狀可以降低風量,但比較麻煩,不如直接減少外風扇葉直徑來降低風量更簡便些。我們知道風扇本身的機械損耗按扇葉直徑的4—5次方成比例,而風量隨扇葉直徑的平方成正比,所以減小扇葉直徑時,風量降低不多,而通風損耗卻降低很多。
由于外風扇的冷卻風量減少,使電動機溫升上升,但仍能保持電動機溫升在絕緣等級允許的範圍內。同時,我們還要看到由于外扇葉直徑縮小電動機機械損
耗降低,又會使電動機溫升進一步降低。尤其對于2,4級這樣高轉速的電動機,當風扇外徑縮小14%—16%時,通風損耗下降推廣運行時間大于3000小時,負載率大于50%,則每年可約電1億KW.h左右;如果年運行時間爲6000h,則每年可節電2億KW.h。具體應用如下:
適用于長期連續(Continuity)運行的場合。但不宜應用于機床或排灌設備上。運行時間在3000h以上最好,運行時間越長,效果越好。
适用于水泵、风机(Draught Fan)、压缩机配套或需要有高起动转矩的场合。由于YX高效率电动机功率等级密、起动转矩高,有利于减少过安装容量(防止大马拉小车),有助于提高电动机运行效率和功率因数。
適用于負載率較高的場合。因爲電動機運行的經濟效益(benefit)與負載率和運行時間的乘積有關。
在運行時間相同的條件下,負載率越大,節電效益(benefit)越好。
對電機進行節能改造
處用新技術、新材料對現役老式電動機進行改造,同樣也能起到提高電動效率、降低損耗、減少運行費用的作用,這是目前電動機節能的重要措施之一。
電動機繞組改接。改進電動機的繞組型式,可減少電動機的雜散損耗與銅耗,提高電動機效率(efficiency)。選用合適的繞組配合及槽配合,能削弱電動機的高次諧波、提高基波分布系數、提高繞組處用率、改善電動機的電磁性能,從而達到減少部分附加損耗、有功損耗的目的。目前節電效果較好的繞組改接方法有:改同心繞組爲等矩繞組或叉式鏈形繞組;改單層繞組爲雙層繞組;縮小定子繞組端部長度等。
定子繞組重組。對老式電動機定繞組重組時,可加粗導線線徑,減少電阻,降低(reduce)銅(化學式Cu)損,節電效益可觀。經計算,電動機效率可提高1.5%~4%。
采用新型节能风扇。电动机风扇的功耗与转速接近三次方的关系,在大型高壓電動機或全封闭风扇冷却型电动机中,其通风损耗在总机械损耗中占有相当大的比例。因此,当电动机功率超过22KW时,用新型节能风扇改造老式电动机,可使通风损耗减少到原来1/3以下,通风噪声随之降低,是行之有效的节能措施之一。
采用新型磁性材料。应用新型磁性材料(低压中小功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)电动机)和磁性槽楔(高压大功率电动机)对异步电动机进行节能改造,主要是消灭由电动机定子、转子(rotor)槽齿效应发生的高频涡流(又称:傅科电流) 损耗和磁滞损耗,从而起到节电的作用。实践证明,应用新型磁性槽泥和磁性槽楔对异步电动机进行改造,由于气隙磁动势波形的改善,减少了空载电流,改善了功率因数,降低铁损和温升,并减少了噪声和振动,延长了电动机寿命,其节能效果显著。

  
  
  

  

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